AC 서보 시스템 적용
현대 AC 서보 시스템은 포병, 레이더 제어 등 항공우주 및 군사 분야에서 처음으로 사용되었습니다. 점차적으로 산업분야와 토목분야에도 진출하고 있습니다. 산업 응용 분야에는 주로 섬유 기계, 인쇄 기계, 포장 기계, 의료 장비, 반도체 장비, 우편 기계, 야금 기계, 자동화 조립 라인, 다양한 특수 장비 등과 같은 고정밀 CNC 공작 기계, 로봇 및 기타 일반 CNC 기계가 포함됩니다. . 그 중 서보를 가장 많이 소비하는 산업은 공작기계, 식품 포장, 섬유, 전자 반도체, 플라스틱, 인쇄 및 고무 기계 등 총 75개 이상입니다.
CNC 공작 기계의 피드에는 스테퍼 모터 대신 영구 자석 브러시리스 서보 모터를 사용하는 것이 표준이되었으며 일부 고급 제품에는 영구 자석 AC 선형 서보 시스템을 사용하기 시작했습니다. 효율성과 속도를 향상시키기 위해 스핀들 전송에서 비동기식 가변 주파수 드라이브를 대체하기 위해 고속 영구 자석 AC 서보를 사용하는 것도 뜨거운 주제가 되었습니다. 1990년대부터 유럽, 미국, 일본 등은 차세대 고속 CNC 공작기계 개발 및 적용을 위해 경쟁을 벌여왔다. 고속전동스핀들유닛의 회전속도는 30,000rpm에서 100,000rpm 사이이다. 작업대의 이송 속도는 분해능이 1μm/min 이상일 때, 분해능이 0.1μs, 24m/min 이상일 때 200m에 도달합니다. 오늘날의 CNC 공작 기계는 고속, 고정밀, 높은 역학 및 높은 강성의 특성을 강조합니다. 위치 지정 속도 및 윤곽 절단 이송 속도, 위치 지정 정확도 및 외부 간섭의 윤곽 절단 정확도; 아래의 안정성. 이러한 요구 사항의 만족 여부는 주로 서보 시스템의 정적 및 동적 특성에 따라 달라집니다. 우리는 Guangshu 제품과 같은 국산 서보 시스템이 경제적인 CNC 공작 기계에 널리 적용되는 것을 보아 왔습니다. 그러나 중급 및 고급 CNC 공작 기계에 국산 서보 시스템을 적용하는 것은 여전히 중요한 측면입니다. 안정성과 신뢰도와 마찬가지로 브랜드 효과도 단기간에 극복하기 어려운 장애물일 것입니다.
로봇 분야에서는 브러시리스 영구자석 서보 시스템이 널리 사용되고 있다. 산업용 로봇은 다양한 자유도를 가지며, 각 산업용 로봇에는 10개 이상의 모터가 필요합니다. 현재 전 세계적으로 산업용 로봇이 100만대 이상 존재하며, 로봇 수요는 매년 30% 이상 증가하고 있다. 전 세계 산업용 로봇이 사용하는 서보 시스템은 다축 통합, 모듈화, 특수 방열 구조, 특수 제어 방식 및 매우 높은 신뢰성 요구 사항을 갖춘 전용 시스템입니다. 국제 로봇 대기업들은 Yaskawa, Panasonic 및 ABB와 같은 자체 서보 시스템 패키지를 보유하고 있습니다. 이와 관련하여 국내 격차가 분명합니다. 국내 산업용 로봇 제조업체는 여전히 표준 수입 AC 서보 시스템을 사용하고 있습니다. 국내 서보 시스템은 산업용 로봇 지원 분야에 진출하는 데 훨씬 더 멀리 떨어져 있습니다. 그러나 우리는 테러 방지 및 방폭 로봇, 광산 재해 구호 로봇 및 기타 경량 이동 로봇과 같은 일부 특수 로봇 분야에서는 저전압 DC 전원 공급 장치를 기반으로 하는 국내 마이크로 브러시리스 서보 시스템이 사용되는 것을 확인했습니다. 예를 들어 Hollysys Motor의 Hummingbird 시리즈는 성공을 거두었습니다. 물론 더 넓은 로봇 분야에서는 AC 서보 모터뿐만 아니라 DC 서보 모터, 리니어 모터, 타코미터 제너레이터, 로터리 트랜스포머, 토크 모터 등 다양한 초소형 특수 모터도 필요합니다.
현재 섬유산업에서 서보가 적용되는 비중은 매우 낮지만, 앞으로 AC 서보가 대량으로 활용될 중요한 산업 중 하나가 될 것이다. 1990년대 초반부터 15년이 지났는데, 섬유산업의 기술발전은 주로 주파수변환과 PLC에 의존해 왔다. 소수의 섬유 기계만이 정확성과 효율성을 향상시키기 위해 고급 서보 기술을 채택하고 있습니다. 현재 고급 카딩 기계, 자동 레벨링 기능이 있는 드로우 프레임, 새로운 로빙 프레임, CNC 방적 프레임, 단면 워핑 기계 및 사이징 기계가 있습니다. 기계, 정원 스크린 인쇄 기계 및 기타 장비는 AC 서보를 적용합니다. 셔틀리스 직기는 AC 서보를 이용한 전자 송출 및 전자 권취를 사용하기 시작했으며, 인쇄 및 염색 장비에도 서보 시스템이 사용됩니다. 이들 장비의 연간 서보 볼륨은 약 20,000~30,000 세트이며 거의 모두 Lenze, Danaher, Siemens 및 Baumuller는 물론 Mitsubishi 및 Panasonic과 같은 수입 제품입니다.
가격은 AC 서보의 대중화를 제한하는 주요 요인입니다. 국내 제품은 가격면에서 일정한 경쟁 우위를 가지고 있지만 성능 지표, 신뢰성 및 환경 적응성이 부족합니다. 또한 브랜드, 서비스, 배송 시간 등을 개선해야 합니다. 측면에서 지속적인 개선. 다음 두 가지 측면에서 국내 서보 제조업체의 성공 사례를 볼 수 있습니다. 하나는 최근 몇 년 동안 국내 서보 컨트롤러가 점차 대만 및 기타 수입 브랜드를 대체하여 시장의 주류가 되었습니다. 저렴한 모터, 단순함 적은 라인 수의 엔코더와 통합 제어 및 드라이브를 통해 Shanghai Baumax와 같은 국내 브랜드는 배치 안정성 문제를 해결한 후 성공을 거두었습니다. 연간 생산량이 수십만 대에 달하는 이곳은 향후 몇 년간 저가형 서보 드라이브 분야에서 가장 큰 시장이 될 수 있습니다. 사용자 요구와 밀접하게 결합된 혁신적인 개발의 또 다른 예는 Hollysys Electric이 개발한 권선기 제어 시스템을 들 수 있습니다. "와인딩 머신"은 다양한 천연 실크를 원주형, 탑형, 이중 테이퍼형 보빈에 감아 염색, 정경, 편직 및 기타 후속 공정을 수행하는 정밀 공정 장비입니다. 스테핑, 브러시리스, 서보, 모션 제어, 네트워크 통신 등 종합 기술을 활용하고 있으며, 국내 최대 섬유기계 그룹과의 긴밀한 협력을 통해 핵심인 정밀 권취기 제어 시스템 개발에 성공했습니다. 그 중 고도로 동적인 서보 트래버스 모터와 디지털 와인딩 기술을 사용하여 기존 기계식 변속기를 대체하여 단일 스핀들과 디지털화를 달성했습니다. 각 스핀들은 샤프트리스 기술 적용 모델인 CAN 버스로 연결됩니다. 이 제품의 성공적인 연구 개발은 국내 제조업체의 경쟁력을 완전히 반영하고 국내 서보 제조업체가 시장 경쟁에 참여할 수 있는 새로운 길을 열어줍니다.
인쇄기에 샤프트리스(전자축) 전동 기술을 적용하는 것도 글로벌 인쇄회사와 기계 제조사들의 화두다. 무축 변속기는 기존 기계식 변속기 체인을 대체하기 위해 여러 개의 독립 서보 모터를 사용합니다. 서보 드라이브는 고속 필드버스를 사용하여 통신하며, 소프트웨어는 각 서보 축이 내부 가상 디지털 전자 축과 엄격한 동기화를 유지하도록 보장합니다. 샤프트리스 전송 기술의 사용은 인쇄 기계의 생산 및 제조와 인쇄 산업의 서비스 혁명에 최상의 솔루션을 제공합니다. 현재 유럽의 그라비아 인쇄 기계 중 50%가 샤프트리스 기술을 사용하고 있으며 일본에서도 30% 이상이 사용하고 있습니다. 그것. 샤프트리스 변속기를 사용하는 다른 기계로는 웹 인쇄 기계, 플렉소 인쇄 기계, 광택제 기계, 핫 스탬핑 기계, 다이커팅 기계 및 기타 유형의 인쇄 장비가 있습니다. 이 분야 최고의 서보 제어 솔루션 제공업체로는 독일의 Bosch Rexroth와 Lenze, 일본의 Sumitomo, 오스트리아의 B&R이 있습니다. 현재 Beiren, Songde 등 소수의 국내 제조업체만이 샤프트리스 전송 인쇄기를 개발하고 있으며 일부 사양의 성능 지표는 국제 수준에 가깝지만 그들이 사용하는 전자 샤프트 전송 서보 시스템 및 등록 제어 시스템은 일본 제품입니다. 국내 관련 서보 제조업체는 아직까지 거의 참여하지 않습니다. 이 분야의 요구사항을 충족시키기 위해서는 국내 서보 및 제어 시스템이 최고 수준의 기술 수준과 해당 산업에 대한 철저한 이해가 필요한 것으로 보입니다.
패키징 장비에서 서보 제어를 사용하면 단위 시간당 출력을 높이고 자원 활용도를 높이며 다양성 적응성을 높이고 제품 품질을 향상시킬 수 있습니다. 따라서 AC 서보가 널리 보급되는 것은 시간 문제입니다. 포장 기계에 사용됩니다. 디지털 서보 기술을 사용하는 전자 기어와 전자 캠은 전통적인 기계 부품을 대체하게 되며 가격이 점차 순수 기계 솔루션에 가까워지고 있습니다. 유럽에는 포장 기계용 디지털 서보 및 모션 제어 솔루션의 설계 및 개발을 전문으로 하는 Elau 회사가 있습니다. 대규모 연속 포장 장비 분야의 선두주자이지만 중국에는 이러한 전문 솔루션 제공업체가 없습니다.
최근 몇 년 동안 등장한 새로운 엘리베이터 권상기는 기어리스 직접 구동을 위해 영구 자석 동기 서보 모터를 사용하여 가변 주파수 비동기 구동을 대체하고 더 높은 제어 정확도, 동적 특성, 고효율 및 저소음을 갖습니다. . 는 국내외 주요 엘리베이터 제조업체의 인기 제품이되었으며 엘리베이터 산업의 혁명을 촉진했습니다. Ningbo Shenling 및 Shenyang Bolint와 같은 국내 엘리베이터 제조업체는 수입된 벡터 제어 인버터 또는 서보 드라이브를 갖춘 자체 견인 기계 모터 제품을 개발했습니다.